本实用新型涉及工业控制信息化技术领域，更具体地，涉及一种电动开窗器的控制器与控制系统。
背景技术：
电动开窗器的应用场合越来越多，在飞机场候机厅、火车站候车室、大型办公建筑采光顶等建筑中都有着广泛应用。电动开窗器的主要应用场合是高空无人值守，或者是用于构成开窗联动的控制系统。
目前大多数开窗器的控制还是以有线开关控制为主，按钮开关需要布置在方便的地方以适应使用需求，这在一定程度上增加了布线数量，影响了家居的整体美观，也不符合智能家居发展的大趋势。
技术实现要素：
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型提供一种电动开窗器的控制器与控制系统，用以有效降低施工安装难度和控制操作复杂程度，优化系统整体外观，改善用户体验。
一方面，本实用新型提供一种电动开窗器控制器，包括：单片机、蓝牙模块、继电器和电源模块；其中，所述蓝牙模块通过串口与所述单片机相连，且可与智能移动设备进行蓝牙匹配，并进行数据的传输；所述单片机的第一I/O端口通过所述继电器连接目标开窗器，所述单片机根据内部运放电路和逻辑电路的组合变换，通过调整所述第一I/O端口的电平信号，控制所述继电器的通断，进而控制所述目标开窗器动作；所述电源模块分别电连接所述单片机、所述蓝牙模块和所述目标开窗器。
进一步的，所述控制器还包括红外接收头，所述红外接收头的输出管脚连接所述单片机的第二I/O端口，所述红外接收头接收固定频率的红外信号，并将所述红外信号转换为所述第二I/O端口的电平输入信号。
其中，所述电源模块进一步包括：220V交流电源、第一电压转换单元和第二电压转换单元；所述220V交流电源同时连接所述目标开窗器和所述第一电压转换单元的一次侧，所述第一电压转换单元的二次侧分别连接所述单片机的电源引脚和所述第二电压转换单元的一次侧，所述第二电压转换单元的二次侧连接所述蓝牙模块的供电端。
其中，所述第一电压转换单元将220V交流电源转换为5V直流电源，所述第二电压转换单元将5V直流电源转换为3.3V直流电源。
其中，所述蓝牙模块进一步包括：电源引脚、接地引脚、串口通讯RX引脚和串口通讯TX引脚；所述电源引脚连接所述电源模块，所述接地引脚连接地电位，所述串口通讯RX引脚和所述串口通讯TX引脚分别连接所述单片机的串口通讯TXD引脚和串口通讯RXD引脚。
其中，所述红外接收头进一步包括电源引脚、接地引脚和输出管脚；所述电源引脚连接所述电源模块，所述接地引脚连接地电位，所述输出管脚连接所述单片机的外部触发中断接口，接收外部信号时触发中断。
其中，所述红外接收头的输出管脚端设有NEC红外协议调制单元。
进一步的，所述单片机的第一I/O端口设有三极管，所述第一I/O端口通过所述三极管连接所述继电器。
进一步的，所述控制器还包括LED指示灯，所述LED指示灯接入所述单片机的P1.2电平输出引脚和VCC电源之间。
另一方面，本实用新型提供一种电动开窗器的控制系统，包括：智能移动终端和如上所述的电动开窗器控制器；所述智能移动终端通过红外协议或者蓝牙传输协议连接所述控制器，所述控制器的继电器连接所述电动开窗器，所述电动开窗器安装在目标窗户边。
本实用新型提供的一种电动开窗器的控制器与控制系统，通过设置以单片机为核心的控制器，利用智能移动设备或者遥控器控制开窗器动作，实现远距离无线遥控。能够有效减少布线数量，降低施工安装难度和控制操作复杂程度，优化系统整体外观，改善用户体验。
附图说明
图1为本实用新型实施例一种电动开窗器控制器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一种蓝牙信号接收流程示意图；
图3为本实用新型实施例一种继电器驱动电路示意图；
图4为本实用新型实施例一种蓝牙模块的连接电路示意图；
图5为本实用新型实施例一种红外接收头的连接管脚示意图；
图6为本实用新型实施例一种0,1逻辑格式示意图；
图7为本实用新型实施例一种NEC红外协议示意图；
图8为本实用新型实施例一种红外信号接收流程示意图；
图9为本实用新型实施例一种复位电路接线示意图；
图10为本实用新型实施例一种LED指示灯接线示意图；
图11为本实用新型实施例一种电动开窗器的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
作为本实用新型实施例的一个方面，本实施例提供一种电动开窗器控制器，参考图1，为本实用新型实施例一种电动开窗器控制器的结构示意图，包括：单片机1、蓝牙模块2、继电器3和电源模块4。
其中，蓝牙模块2通过串口与单片机1相连，且可与智能移动设备进行蓝牙匹配，并进行数据的传输；单片机1的第一I/O端口11通过继电器3连接目标开窗器5，单片机1根据内部运放电路和逻辑电路的组合变换，通过调整第一I/O端口11的电平信号，控制继电器3的通断，进而控制目标开窗器5动作；电源模块4分别电连接单片机1、蓝牙模块2和目标开窗器5。
可以理解为，本实施例的开窗器控制器至少由单片机1、蓝牙模块2、继电器3以及电源模块4构成。单片机1处理接收到的信息，将相应的控制信号转换为I/O口的电平信号，通过控制继电器3的通断来控制目标开窗器5的动作。其中的蓝牙模块2可以与智能移动设备的蓝牙匹配，并通过串口与单片机1通迅。蓝牙模块2可以直接接收单片机1下发的字符指令。继电器3由单片机1的第一I/O端口11控制，第一I/O端口11通过电平变化控制继电器3的通断，进而控制目标开窗器5动作。
其中，蓝牙模块2可以直接发送字符，不需要在发送端调制信号。使用蓝牙遥控时，需要进行蓝牙的配对连接，该过程可以在移动端完成，连接前需要输入对应的配对密码。
在控制器端，当连接蓝牙模块2的串口接收到数据时，进入串口中断，将读取的信息缓存到单片机1中，缓存完成后，按照设定的规则控制目标开窗器5动作。蓝牙信号接收流程如图2所示，图2为本实用新型实施例一种蓝牙信号接收流程示意图。
其中，在一个实施例中，单片机1具体采用型号为STC89C52RC或者为AT89C52的单片机。
其中，在另一个实施例中，单片机1的第一I/O端口11外设有三极管，第一I/O端口11通过所述三极管连接继电器3。
可以理解为，本实用新型实施例通过继电器3控制目标开窗器5的动作。第一I/O端口11管脚的功率不足以驱动继电器3动作，需要加设三极管进行控制，再通过三极管驱动继电器3动作，并通过继电器3控制目标开窗器5动作。其中，继电器3的工作电路如图3所示，图3为本实用新型实施例一种继电器驱动电路示意图。
其中可选的，蓝牙模块2的进一步连接管脚结构参考图4，为本实用新型实施例一种蓝牙模块的连接电路示意图，包括：电源引脚21、接地引脚22、串口通讯RX引脚23和串口通讯TX引脚24。
其中，电源引脚21连接电源模块4，接地引脚22连接地电位，串口通讯RX引脚23和串口通讯TX引脚24分别连接单片机1的串口通讯TXD引脚13和串口通讯RXD引脚14。
可以理解为，参考图4，蓝牙模块2共有四个引脚，分别是电源引脚VCC、接地引脚GND、RX引脚RX和TX引脚TX。RX与TX分别与单片机1的TXD引脚和RXD引脚相连接，通过串口发送数据。
其中可选的，参考图1，电源模块4进一步包括：220V交流电源41、第一电压转换单元42和第二电压转换单元43。
其中，220V交流电源41同时连接目标开窗器5和第一电压转换单元42的一次侧，第一电压转换单元42的二次侧分别连接单片机1的电源引脚和第二电压转换单元43的一次侧，第二电压转换单元43的二次侧连接蓝牙模块2的供电端。
其中，在一个实施例中，第一电压转换单元42将220V交流电源转换为5V直流电源，第二电压转换单元43将5V直流电源转换为3.3V直流电源。
可以理解为，电源模块4包括220V交流电源部分和电压变换部分。220V交流电源部分为220V交流电源41。电压变换部分由两部分组成：一部分用于将220V交流电转换为5V直流电，5V直流电给单片机1供电，该部分为第一电压转换单元42；另一部分将5V直流电转换为3.3V直流电，用于给蓝牙模块2供电，该部分为第二电压转换单元43。
本实用新型实施例提供的一种电动开窗器控制器，以单片机为核心，通过设置蓝牙模块，连接智能移动设备，利用智能移动设备或者遥控器控制开窗器动作，实现远距离无线遥控。能够有效减少布线数量，降低施工安装难度和控制操作复杂程度，优化系统整体外观，改善用户体验。
进一步的，参考图1，所述控制器还包括红外接收头6。其中，红外接收头6的输出管脚连接单片机1的第二I/O端口12。红外接收头6接收固定频率的红外信号，并将所述红外信号转换为第二I/O端口12的电平输入信号。
可以理解为，考虑到遥控器大多利用红外线传输信号，为建立固定连接，便于使用连接稳定的遥控器设备，在控制器中设置红外接收头6。红外接收头6的输出管脚通过单片机1的第二I/O端口12连接单片机1。红外接收头6接收固定频率的红外信号，并将相应的红外信号转换为电平信号，通过输出管脚发送到单片机1的第二I/O端口12。
其中可选的，红外接收头6的进一步连接管脚结构参考图5，为本实用新型实施例一种红外接收头的连接管脚示意图，包括：电源引脚61、接地引脚62和输出管脚63。
其中，电源引脚61连接电源模块4，接地引脚62连接地电位，输出管脚63连接单片机1的外部触发中断接口，接收外部信号时触发中断。
可以理解为，参考图5，红外接收头6共有三个管脚，分别是电源引脚VCC、接地引脚GND和输出管脚OUTPUT。将OUTPUT管脚与单片机1的外部触发中断接口P3.2相连，当外部信号到来时触发中断。
红外发射头在接收到红外信号时，相应的OUTPUT口输出变为低电平，在真实环境中存在着大量的红外线，这些红外线会被红外发射头接收，甚至可能引起设备误动作，因此，需要加入抗干扰功能。实验证明，环境中的红外线杂乱且短暂，只会形成一段非常短的电平变化，因此，可以在引导码部分加入相应的检测功能，当有控制信号到来时，设定数个检测时间，到达检测时间时，判断相应的电平，如果不符合要求，则停止读取后面的指令，重新等待新的信号。
其中，在一个实施例中，红外接收头6的输出管脚63端设有NEC红外协议调制单元。
可以理解为，红外不能直接发送字符，信号要按照一定的规则进行调制，先将相应的控制码转换为0,1逻辑，再将0,1逻辑表示为一定时长的高低电平的组合。其中，0,1红外信号的发送格式可以表示为如图6的示意，图6为本实用新型实施例一种0,1逻辑格式示意图。
红外控制码一般由三部分组成，即引导码、地址码与数据码，本实施例在红外接收头6的输出管脚63端设置NEC红外协议调制单元，采用NEC红外协议进行调制。其中，NEC协议如图7所示，为本实用新型实施例一种NEC红外协议示意图。
应当理解的是，目前市面上的遥控器数量非常多，不同设备之间的可能使用相同的红外传输协议，因此需要在地址码上加以区分，地址码存储在单片机中，当接收到红外信号时，先进行地址码的校对，校对完成后，再进行数据码部分的解码。
红外数据码由两部分组成，最高位分别用“0”表示正转，“1”表示反转。后面的数据码部分需要换算成十进制，表示开窗器的动作时长。红外信号接收流程如图8所示，为本实用新型实施例一种红外信号接收流程示意图。
其中，在一个实施例中，为了防止控制器可能出现操作失灵等现象，在控制器中设计远程重启功能。通过APP进行控制，远程重启后，控制器会恢复到最初的状态。控制器复位电路如图9所示，为本实用新型实施例一种复位电路接线示意图。
进一步的，所述控制器还包括LED指示灯7。参考图10，为本实用新型实施例一种LED指示灯接线示意图。图中，LED指示灯7接入单片机1的P1.2电平输出引脚15和VCC电源之间。
可以理解为，为了方便使用者观察控制器状态，本实施例在控制器中加入LED指示灯7。当控制器正常工作时，LED指示灯7点亮，控制器出现故障，如多次接收信号错误时，会关闭LED指示灯7。进行复位操作时，指示灯连续闪烁三次，进行重启。
作为本实用新型实施例的另一个方面，本实施例提供一种电动开窗器的控制系统，参考图11，为本实用新型实施例一种电动开窗器的控制系统的结构示意图，包括：智能移动终端和如上所述的电动开窗器控制器。
其中，所述智能移动终端通过红外协议或者蓝牙传输协议连接所述控制器，所述控制器的继电器连接所述电动开窗器，所述电动开窗器安装在目标窗户边。
可以理解为，该系统将智能移动设备作为信号发射器，电动开窗器通过遥控信号接收器，即开窗器控制器控制。进行遥控时，每个智能移动设备只能在同一时间遥控单个开窗器。
本实用新型实施例采用APP的形式进行信号发射端，即智能移动设备的开发。APP界面设置5个按钮，分别为“+”、“-”，“1”、“2”和“5”。其中，“+”、“-”对应开窗器正反转，“1”、“2”、“5”为开窗器的动作档位，对应开窗器的动作时长。部分智能移动设备不具备红外发射功能，因此，APP具有红外检测功能，如果不能进行红外遥控，自动切换为蓝牙遥控模式。
应当理解的是，当系统运行时，可按如下工作流程控制开窗器动作，控制目标窗子的开闭：
首先，控制信号的发送。控制信号的发送有蓝牙和红外两种方式。蓝牙发送前，需要与控制器的蓝牙配对，配对完成后进行数据发送，发送数据；红外需要将发射端对准接收端，再发送红外信号。在信号发送前，需要设定档位，也即开窗器的动作时长，选择完毕后，按下“+”或“-”按钮，发送相应的控制信号。
其次，干扰检测。控制器接收的信号可能是干扰信号或者是来自于其他设备的信号，红外干扰可以通过检测引导码部分进行判断，蓝牙干扰可以通过前缀字符判断。
再次，信号的解码。信号的解码由单片机完成，当串口接收到数据，或红外OUTPUT端口变为低电平时，进入相应中断，读取接收到的信号并基于设定的规则进行解码。
然后，接收信号的校验。为了防止其他设备的信号导致控制器误动作，需要加上地址码进行信号的校验，当发射信号的地址码与单片机内置的地址码相同时，控制设备动作，如果校验不成功，设备不动作，返回初始状态，等待新的控制指令。
最后，控制开窗器动作。单片机的P1.5和P1.6管脚分别控制开窗器的正转和反转，当相应管脚置低电平时，继电器闭合，相应控制电路导通，开窗器动作。管脚为低电平时，继电器导通，开窗器正转电路导通。
应当理解的是，本实用新型不仅适用于面向大型天窗的遥控，如面向家居天窗、高层建筑大型天窗的遥控，而且适用于其他相似开关设备的遥控，只需要进行简单的更改即可以实现。
本实用新型实施例提供的一种电动开窗器的控制系统，通过设置以单片机为核心的控制器，利用智能移动设备或者遥控器控制开窗器动作，实现远距离无线遥控。能够有效减少布线数量，降低施工安装难度和控制操作复杂程度，优化系统整体外观，改善用户体验。
另外，本实用新型实施例的控制系统具有以下优势：控制器提供了扩展功能，可以在控制器上外接传感器等设备；控制APP可以进行方便地更新换代，可以融入更多地功能，提供更多地服务；控制器与开窗器分离，可以方便地进行更换与升级；两种控制方式，对于部分不支持红外功能的智能移动设备，蓝牙遥控功能提供了额外的选择，且蓝牙遥控需要匹配密码，提高了设备的安全性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。